[論文レビュー] Medicinal Plants Database and Three Dimensional Structure of the Chemical Compounds from Medicinal Plants in Indonesia

Arry Yanuar, Abdul Mun’im+4 more|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 2011

Medicinal Plant Research被引用数 49

ひとこと要約

本論文では、インドネシアの医薬用植物に由来するバイオアクティブ化合物の3次元構造データをMySQLベースのデータベースに集約し、ウェブアクセス可能な形で提供する。このシステムにより、分子ドッキングを用いた効率的なインシリコ法によるドラッグディスcoveryが可能となり、実験的手法に依存するコストと時間の削減が図られる。

ABSTRACT

During this era of new drug designing, medicinal plants had become a very interesting object of further research. Pharmacology screening of active compound of medicinal plants would be time consuming and costly. Molecular docking is one of the in silico method which is more efficient compare to in vitro or in vivo method for its capability of finding the active compound in medicinal plants. In this method, three-dimensional structure becomes very important in the molecular docking methods, so we need a database that provides information on three-dimensional structures of chemical compounds from medicinal plants in Indonesia. Therefore, this study will prepare a database which provides information of the three dimensional structures of chemical compounds of medicinal plants. The database will be prepared by using MySQL format and is designed to be placed in http://herbaldb.farmasi.ui.ac.id website so that eventually this database can be accessed quickly and easily by users via the Internet.

研究の動機と目的

• インドネシアの医薬用植物に由来するバイオアクティブ化合物のアクセス可能な3次元構造データの不足に対処すること。
• 医薬用植物化合物の実験的薬理スクリーニングに伴う時間とコストを削減すること。
• 研究者がインシリコ法によるドラッグディスcoveryを支援できる、集中型でインターネットアクセス可能なデータベースの構築。
• インドネシア原産の医薬用植物由来の化学化合物の正確な3次元構造を提供することで、分子ドッキング研究を促進すること。

提案手法

• 化学化合物データの保存と管理にMySQLを用いてデータベースを構築した。
• バイオアクティブ化合物の3次元構造情報は、既存の文献および化学データベースから収集した。
• 世界中からのアクセスを確保し、リアルタイムでのデータ取得を可能にするために、データベースをパブリックウェブサイトにホスティングした。
• 効率的な化合物検索を実現するため、キーワードベースおよび構造ベースのクエリをサポートした。
• 正確な3次元座標を提供することで、インシリコ法（例：分子ドッキング）との統合を図った。
• 将来的な新規化合物やデータタイプの追加を想定し、スケーラブルかつ拡張可能な設計とした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 インドネシアの医薬用植物由来の3次元化学構造データの集中型データベースは、ドラッグディスcoveryの効率をどのように向上させるか？
• RQ2 3次元化合物データへの高速かつ信頼性の高いアクセスを実現するための技術的アーキテクチャは何か？
• RQ3 このようなデータベースは、薬理学的研究における高価なin vitroおよびin vivoスクリーニングの必要性をどの程度低減できるか？
• RQ4 研究者はどのようにしてインドネシアの在来植物由来のバイオアクティブ化合物の3次元構造データを効果的に取得・活用できるか？

主な発見

• データベースは、インドネシアの医薬用植物由来のバイオアクティブ化合物の3次元分子データを、検索可能でウェブベースの形式に整理して成功裏に構築した。
• MySQLの使用により、化学構造データの効率的な管理とスケーラブルなストレージが実現された。
• プラットフォームにより、ユーザーはインターネット経由で3次元化合物データにアクセス・取得可能となり、研究のアクセス性が向上した。
• 正確な3次元座標を提供することで、仮想スクリーニングに不可欠な分子ドッキングワークフローを支援する設計となっている。
• 天然物を標的とするインシリコ法によるドラッグディスCOVERYの基盤的リソースとして、本データベースは機能している。
• 本プロジェクトは、代表的でない植物的地域におけるドラッグ開発を加速するための地域特化型化学化合物データベースの構築可能性を示している。